De acordo com pesquisadores da Weill Cornell Medicine, um gene ligado ao Transtorno do Espectro Autista (TEA) desempenha um papel crítico no desenvolvimento inicial do cérebro e pode moldar a formação de conexões nervosas normais e atípicas no cérebro.
O estudo, publicado em 28 de novembro de 2022 na revista científica Neuron, usou uma combinação de experimentos genéticos sofisticados em camundongos e análise de dados de imagens do cérebro humano para entender melhor por que as mutações em um gene chamado Gabrb3 estão ligadas a um risco aumentado de desenvolver Transtorno do Espectro Autista e a Síndrome de Angelman.
Ambas as condições envolvem comportamentos anormais e respostas incomuns a estímulos sensoriais, que parecem ser causados, pelo menos em parte, pela formação de conexões neurais atípicas no cérebro.
"As conexões neuronais no cérebro, bem como a sincronização do desenvolvimento das redes neuronais, são interrompidas em indivíduos com autismo, e existem genes específicos implicados na patogênese do TEA", disse a coautora Dra. Rachel Babij.
O gene Gabrb3 codifica uma porção de uma proteína receptora crítica encontrada em conexões inibitórias no cérebro, que amortecem a atividade neuronal para manter a ordem do sistema nervoso, semelhante a policiais controlando o trânsito. Gabrb3 parece ajudar a determinar como as conexões cerebrais se formam durante o desenvolvimento.
Babij e seus colegas estudaram a sinalização celular dentro do cérebro de animais normais e mutantes nos estágios iniciais de desenvolvimento para aprender como o Gabrb3 funciona. Os experimentos pré-clínicos revelaram que camundongos sem Gabrb3 falham em formar a rede normal de conexões entre neurônios em uma região específica do cérebro envolvida em processamento sensorial.
“Não é um problema generalizado em que cada neurônio falha em contatar, ou contata de forma inadequada, seus alvos; ao contrário, é um subconjunto de células que são mais suscetíveis a isso”, disse De Marco Garca, autor sênior do artigo.
Os autores demonstraram que a deleção do Gabrb3 resulta em um aumento nas conexões funcionais entre os dois hemisférios do cérebro em camundongos geneticamente modificados em comparação com aqueles com um gene Gabrb3 funcional. A sensibilidade ao toque também é aumentada nos camundongos geneticamente modificados. "Basicamente, vemos que esses neurônios são mais responsivos a estímulos sensoriais depois que esse gene é deletado", explicou De Marco Garca.
A equipe então trabalhou com o laboratório do Dr. Conor Liston em Weill Cornell para investigar o papel do gene usando dados de neuroimagem de seres humanos. Os pesquisadores descobriram uma ligação entre a distribuição espacial do gene GABRB3 humano e a conectividade nervosa atípica em pacientes com TEA. "Quanto menor a expressão de GABRB3 em regiões específicas do cérebro, mais conexões nervosas atípicas essas regiões provavelmente teriam", explicou De Marco Garca.
Embora advirta que comparações diretas entre dados pré-clínicos e humanos são impossíveis, De Marco Garca sugere que ambas as análises apontam para um modelo de distúrbios neurológicos em que mudanças em genes como o GABRB3 podem levar a mudanças específicas nos padrões de conexão neuronal, levando a comportamentos anormais. Interações entre diferentes genes, cada um com efeitos ligeiramente diferentes, podem resultar em resultados drasticamente diferentes.
Babij concorda. "O que faz com que uma pessoa desenvolva esquizofrenia enquanto outra desenvolve TEA quando ambas têm disfunção de neurônios inibitórios? Acredito que os subtipos específicos de neurônios afetados e as mutações que os afetam podem desempenhar um papel na forma como as pessoas desenvolvem essas várias doenças", afirmou ela.
Mais informações: Rachel Babij et al, Gabrb3 is required for the functional integration of pyramidal neuron subtypes in the somatosensory cortex, Neuron (2022). DOI: 10.1016/j.neuron.2022.10.037